设计工艺知识，铝合金纳米一体成型工艺与结构技巧解析

设计工艺知识，铝合金纳米一体成型工艺与结构技巧解析

作为结构设计师，产品结构设计工艺技术知识不可不学习，所谓活到老，学到老，对于设计师而言，不学习的话，是很难在行业内立足。对于某些热门行业，技术依赖型品类，比如手机行业，技术一旦没到位，更上趋势，那么设计就很难打开局面。下面优概念工业设计为大家科普设计工艺知识，为大家带来铝合金纳米一体成型工艺与结构技巧解析。

一、什么是纳米成型

纳米成型行业术语叫NMT（Nano Molding Technology），是金属与塑料以纳米技术结合的工法。先将金属表面经过纳米化处理后，塑料直接射出成型在金属表面，让金属与塑料结合成一体，让产品外观不但兼顾金属质感，还能确保整体结构强度，产品细节更加完美。对比之前常用的模内注塑五金+塑胶，要稳定可靠很多，不会出现分离与收缩比例不同所造成产品外观缺陷。

纳米成型早起属于行业内应用，日本大成注塑在2004年时就获得了NMT专利技术，该技术具有简化制程工序、缩短工时及提升机械性能等优点，降低生产成本并且高结合强度，及大幅降低相关耗材的使用率。

NMT目前可以应用于铝，镁，不锈钢，钛等金属与硬质树脂一体化成型，并且进一步发展出了金属间结合技术，期望在金属与树脂的复合制品内有新的用途。

二、铝合金与塑胶纳米成型工序

具体有以下工序

铝合金原板材成型→CNC粗铣→T处理或者其他处理→塑胶纳米成型注塑→CNC精铣→表面预处理→阳极氧化→结构细节后处理

1，铝合金板材成型

此处目前有3种做法选择

A，铝合金板材选用设计所需厚度直接CNC粗铣加工

B，铝合金压铸成型，成型成所需的外形以及内部结构

C，铝合金采用2-3mm厚度的板材进行锻压或冲压成产品外形设计轮廓，再进行CNC铣切加工

2，CNC粗铣

如果选择的是铝合金板材，那么就需要做CNC粗铣加工，将大部分不需要的铣掉，得到产品整体外形轮廓以及大体壳体，好比我们画结构图抽壳，只有大体，还没有结构细节。如果选择是锻压或冲压，那就直接冲成大体壳体

以下为铝合金板材进行粗铣加工示意图

3，T处理或者其他化学处理

处理方式有：MCI，NMT，A处理，E处理，M处理，T处理

这里主要介绍T处理流程，以下为流程图

以下为T处理后产品细节示意图

T处理后的产品效果放大图如下

T处理药水的活动过程是由酸液除去金属氧化层,并使其活化, 然后对表面吃出珊瑚礁结构较大的纳米孔洞.利用T液的弱酸性再吃出比较小的孔洞, 构成类似珊瑚礁的3D结构. 注意, 金属所有浸泡面都有纳米孔洞的发生, 此层厚度都属纳米等级(20~500nm)

4，塑胶纳米成型注塑

这个成型方式跟我们做塑胶模内注塑方式一样，将金属件放置与模具内部，再进行成型。但是纳米成型所选择的材料一般采用的是PBT、PPS、PA 和PPA一种纳米晶体材料。目前常用的是PBT，具有一定的价格优势。

需要注意的是，选择白色材料在经过长时间的氧化腐蚀之后，表面会发黄，1年左右时间会非常明显，所以在设计的时候需要考虑清楚。

以下为完成产品图

5，CNC精铣

先将表面做更加精密的打磨，采用精铣CNC机器进行精铣，将表面的粗铣刀纹或者外观不允许的瑕疵进行打磨处理。

然后再进行结构设计细节特征CNC精铣。比如掏胶部分，卡勾部分等

6，表面预处理

表面采用喷砂或者拉丝，或者其他处理。主要根据工艺设计要求去处理。

下图为高光机进行C角高光处理

7，阳极氧化处理

将产品进行阳极氧化表面处理。想详细了解阳极氧化的可以去公众号里搜材料相关《铝的认识二》里面有详细的工艺说明。

8，结构细节后处理

将需要导电接地的地方进行激光镭雕，或者需要做天线的部分进行LDS处理

三、铝合金手机后壳纳米成型高清图分享

1，根据上图可以看出，有很多凹坑，而且还能看到铣切刀纹，这个都是后续做结构特征CNC粗细留下的。

2，根据厚薄规测量铝合金中间部分大面积厚度0.8mm，边侧厚度0.8mm。所以在设计的时候还是需要考虑强度，太薄应该还是有量产性风险。

3，根据上图可以看出铝合金壳子属于三段式设计的，那么它需要先进行整体粗铣以后再做分割，再T处理，再做纳米成型做成一体，并不是用3段单独制作再拼接的。

根据上图箭头所示，两侧有做一部分很厚的塑胶，这个是做加强用的，虽然材料比较硬，但是材料毕竟还是塑胶，所以还是需要设计一段很强的料厚来连接，确保连接处的强度。

根据上图所示，可以看出摄像头部分是经过了高光C角处理，而且摄像头镜片粘贴部分为塑胶材料，这样设计是为了能够更好的贴合好镜片。

根据上图所示，可以看到箭头位置的卡勾母扣，也是做的CNC铣切出来的，需要注意的是母扣卡勾2侧经过CNC后是圆弧的，并不是直角的。

再补一张高清图。

上图为出音孔高光C角处理。

根据上图所示此处有3.0mm厚度，外观面没有出现缩水痕迹。

总结：

1，纳米成型在设计塑胶厚度部分可以根据结构强度适当加厚，纳米塑胶没那么容易缩水。

2，在设计卡勾与掏胶开凹槽的时候需要导R角，R角的直径直接关系到CNC铣切时所用刀具的直径，这个也就关系到CNC铣切的时间，刀具越粗铣切越快。（外观特殊精铣除外）

3，在设计筋位的时候可以根据普通塑胶的结构方式去设计，这样可以减少材料的用量，毕竟这个比普通塑胶贵很多很多。